WO2010069664A1 - Vorrichtung und verfahren zur automatisierten erkennung einer schnittstelle - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur automatisierten erkennung einer schnittstelle Download PDF

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WO2010069664A1
WO2010069664A1 PCT/EP2009/064489 EP2009064489W WO2010069664A1 WO 2010069664 A1 WO2010069664 A1 WO 2010069664A1 EP 2009064489 W EP2009064489 W EP 2009064489W WO 2010069664 A1 WO2010069664 A1 WO 2010069664A1
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interface
unit
signal
position measuring
data transmission
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PCT/EP2009/064489
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French (fr)
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Elmar Mayer
Alexander Kobler
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Dr. Johannes Heidenhain Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25217—Configure communication protocol, select between several

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for the automated detection of an interface between a position measuring device and a subsequent electronics according to claims 1 or 9.
  • a position measuring device By means of such a device, or a method according to the invention, in the position measuring device is an automated detection of the Subsequent electronics used interface possible.
  • serial data interfaces For the transmission of the absolute position values mainly serial data interfaces are used, since they manage with only a few data transmission lines and nevertheless have high data transmission rates. Particularly advantageous here are the so-called synchronous serial interfaces, which have a unidirectional or bidirectional data line and a clock line. The transmission of data packets over the data line is synchronous with a clock signal on the clock line.
  • synchronous serial interfaces In automation technology, a variety of standard interfaces has prevailed, popular representatives for synchronous serial interfaces, for example, the EnDat interface of the applicant, another is known under the designations SSI.
  • asynchronous serial interfaces such as Hiperface are also common.
  • the SSI interface is described in EP0171579A1. It is a synchronous-serial data interface with a unidirectional data and a unidirectional clock line. Reading out positives Ons double of a position measuring device takes place here in synchronism with a clock signal on the clock line.
  • EP0660209B2 describes the basis of the Applicant's EnDat interface.
  • This is also a synchronous-serial interface, which has a bidirectional data line in addition to the unidirectional clock line. This allows transmission of data in both directions - from the sequential electronics to the position measuring device and from the position measuring device to the subsequent electronics. The data transmission also takes place here synchronously with a clock signal on the clock line.
  • DE19701310B4 describes a device for data transmission between a transducer designed as a position measuring system and a processing unit. By transmitting a reference signal on one of the signal transmission lines, via which the data transmission between the transducer and the processing unit takes place, the position measuring system can be switched to different operating modes.
  • Standardized interfaces offer the advantage that measuring devices equipped with such an interface can be connected directly to subsequent electronics, for example a machine tool control system.
  • subsequent electronics for example a machine tool control system.
  • it is disadvantageous for the measuring device manufacturer that he has to offer the measuring devices with different standard interfaces in order to be able to offer solutions for subsequent electronics which are already equipped with a specific interface. This results in a large variety of variants, which requires a great deal of effort in product maintenance and makes storage considerably more difficult.
  • JP8185591A describes an absolute position measuring device that supports multiple transmission formats.
  • the selection of the transmission format via a selection signal which is supplied to the position measuring device via additional lines of the subsequent electronics.
  • the requirement to provide additional lines increases the cabling complexity. wall considerably and is therefore undesirable.
  • this solution is inflexible because the transmission format must be set manually.
  • a device is now proposed for the automated detection of an interface between a position measuring device and a subsequent electronic unit, which are connected to one another via a data transmission channel, wherein the position measuring device comprises an interface unit and a position measuring unit.
  • the interface unit is connected to the data transmission channel on the one hand and to the position measuring unit for the purpose of exchanging data on the other hand.
  • the interface to the subsequent electronics can be selected from at least two interfaces.
  • the position measuring device further comprises an interface recognition unit which is supplied with at least one input signal arriving from the sequential electronics via the data transmission channel and which comprises the means for determining the time sequence of signal edges of the at least one input signal in conjunction with the signal state, and an evaluation unit in which, by evaluating the determined time sequence, the interface used for the subsequent electronics can be recognized and selected in the interface unit.
  • an interface recognition unit which is supplied with at least one input signal arriving from the sequential electronics via the data transmission channel and which comprises the means for determining the time sequence of signal edges of the at least one input signal in conjunction with the signal state
  • an evaluation unit in which, by evaluating the determined time sequence, the interface used for the subsequent electronics can be recognized and selected in the interface unit.
  • a method is proposed for automated recognition of an interface between a position measuring device and subsequent electronics, - A -
  • the position measuring device comprises an interface unit and a position measuring unit.
  • the interface unit is connected to the data transmission channel on the one hand and to the position measuring unit for the purpose of data exchange on the other hand.
  • the interface to the subsequent electronics can be selected from at least two interfaces.
  • an interface recognition unit is furthermore arranged, which is supplied with at least one input signal which arrives from the subsequent electronics via the data transmission channel.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention
  • FIG. 2 a shows a data transmission channel with a line pair operated unidirectionally and a bidirectionally operated line pair
  • FIG. 2b shows a data transmission in unidirectionally operated pairs of lines, in the case of data transmissions
  • FIG. 2c shows a data transmission channel with a bidirectionally operated line pair
  • FIG. 3 is a block diagram of an interface recognition unit
  • FIG. 4a shows a signal diagram of the beginning of a data transmission at the interface EnDat and FIG. 4b shows a signal diagram of the beginning of a data transmission at the interface SSI.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention with a position measuring device 10, which is connected via a data transmission channel 100 with a subsequent electronics 110, for example a numerical machine tool control (NC).
  • Position measuring device 10 and subsequent electronics 110 exchange commands and data via the data transmission channel 100.
  • a master-slave connection with the sequential electronics 10 taking over the function of the master and the position-measuring device 10 assuming the function of the slave, i.
  • Each data transmission is initiated by the subsequent electronics 1 10, while the position measuring device 10 transmits data only on request to the subsequent electronics 1 10.
  • the physical connection between subsequent electronics 1 10 and position measuring device 10 for the purpose of data transmission represented by the data transmission channel 100
  • the so-called. Interface protocol referred to.
  • the data transmission channel 100 is usually designed for serial data transmission, ie it consists of at least one serial data connection, which, if the transmission is differentiated according to RS-485 standard, consists of at least one line pair and is completed on both sides with suitable driver / receiver modules , If the transmission takes place via only one bidirectionally operated differential pair of lines, this is also referred to as a 2-wire interface.
  • a popular example of this is the parameter channel of the Hiperface interface.
  • the EnDat and SSI interfaces mentioned in the introduction use two differential line pairs and are thus referred to as 4-wire interfaces.
  • termination resistors R1, R2, R3 are also shown in FIG which are used to attenuate signal reflections on the lines. In practice, 10 terminating resistors R1, R2, R3 can be provided both on the side of the position measuring device 10, as well as on the side of the subsequent electronics. Differential data transmission has long been known to the person skilled in the art and will not be described further here.
  • the position measuring device 10 should be suitable in this example for the automated detection of 2-wire interfaces and 4-wire interfaces.
  • the two possible signal line pairs should be usable and thus interchangeable.
  • the variants shown in FIGS. 2a to 2c must be taken into account here:
  • the two signal line pairs of the data transmission channel 100 on the side of the position measuring device 10 are each terminated with a differential transmitter / receiver pair.
  • the receiver / transmitter modules are present, which requires the interface used.
  • the data transmission channel 100 is connected in the position measuring device 10 with an interface unit 20, the commands and input data from the subsequent electronics 1 10 receives, interprets and forwards via an internal interface to a position measuring unit 30.
  • the latter processes commands and input data and, if output data, for example an absolute position value, has been requested, transmits these via the internal interface to the interface unit 20, which processes the output data in accordance with the interface protocol and sends it to the sequential electronics 110.
  • the position measuring unit 30 generates position signals by scanning a measuring standard with a scanning unit and converts these into digital position values which indicate the absolute position of the scanning unit relative to the measuring scale.
  • the physical principle on which the scanning is based is not relevant here; for example, optical, magnetic or inductive measuring principles can be used.
  • further data can be generated in the position measuring unit 30. These include, for example, further measured values resulting from the relative movement between the scanning unit and the material measure, such as speed or acceleration.
  • the other data can also be measured values that relate to the environmental conditions, eg temperature values.
  • status information can also be made available as further data, for example in the form of status bits or a status word whose bits signal warning or error states.
  • the position measuring unit 30 may include other components, such as a CPU for performing complex calculations, and a memory unit, the representation of which has been omitted here. Access to the components arranged in the position measuring unit 30 or the data exchange with these components takes place via the interface unit 20.
  • the interface protocol which determines the communication between subsequent electronics 1 10 and position measuring device 10 via the data transmission channel 100.
  • parallel data transmission is preferably used here. Thereby, the time between the arrival of a command over the communication channel 100 and the transmission of requested data (eg the position value) via the communication channel 100.
  • the interface unit 20 is switchable, i. the interface unit 20 offers a choice of at least two interfaces, for example EnDat and SSI, from which one can be selected. In this way, the position measuring device 10 can be connected to subsequent electronics 1 10 support either SSI or EnDat interfaces. It is obvious that position measuring devices 10, which support a multiplicity of different interfaces, drastically reduce the necessary variety of variants, since they support many subsequent electronics 110 without any effort by simply selecting an interface that supports both the subsequent electronics 110 and the position measuring device 10 will be able to be connected.
  • the interface unit 20 is preferably of modular construction and offers specific interface modules 22.1, 22.2 for the supported interfaces. to 22. n, of which according to the interface used by the subsequent electronics 1 10 one is selected.
  • a general interface module 23 is provided with the specific interface modules 22.1, 22.2. to 22. n communicates via a standard interface 24.
  • an interface detection unit 200 is arranged for automated detection of the connected interface, the input signals E1, E2 are supplied, which arrive via the data transmission channel 100.
  • the number of input signals is limited to two only in this embodiment.
  • both interfaces are known, having only one input signal, as well as interfaces that transmit more than two input signals. Detection occurs, as will be further explained below, by analyzing the timing of signal edges and levels of the input signals. As long as the interface has not been detected, the connection of the interface unit 20 to the data transmission channel 100 is interrupted. For this purpose, a switching unit 215 is provided.
  • the driver blocks which are provided for the transmission of data to the subsequent electronics 1 10, inactive, so it will be analyzed exclusively via the data transmission channel 100 incoming signals.
  • the interface detection unit 200 After successful recognition of the interface, the interface detection unit 200 correspondingly switches over the interface unit 20, for example via a selection line 210, or selects a specific interface module 22.1, 22.2 to 22. n and establishes the connection between the interface unit 20 and the data transmission channel 100 Switching unit 215 restored.
  • the automated recognition of the interface is limited to a special programming mode of the position measuring device 10, in which the position measuring device 10 is located after delivery.
  • a non-volatile memory such as an EEPROM, or the selected specific interface module 22.1, 22.2. to 22. n, so that once the interface used has been detected, no further automatic detection is required.
  • the programming mode is ended.
  • a special mechanism can be provided to switch the position measuring device 10 again into the programming mode. For example, the switching to the programming mode, as proposed in DE19701310B4, by a Reference signal, which is transmitted on one of the signal transmission lines of the data transmission channel 100 from the sequential electronics 1 10 to the position measuring device, initiated.
  • the input signals E1, E2 which arrive at the interface detection unit 200 via the data transmission channel 100, are supplied to edge detection units 220, 221.
  • edge detection units 220, 2221 These encode signal states or transitions of the respective input signal E1, E2 on each of two status lines whose digital signal levels are assigned to the four states or transitions - low level high level - rising edge falling edge and a control unit 240, as well as a state memory unit 230 are supplied.
  • the edge detection units 220, 221 also recognize the state "tri-state” or "high-resistance".
  • control unit 240 detects an edge in one of the input signals E1, E2, it evaluates the event as the beginning of a data transmission and starts a recognition sequence by starting a timer 250 via a start line 241 and the digital signal levels of the status lines, as well as the value of the timer 250 by means of a write line 242 in the state memory unit 230 stores. This store operation is repeated for a specified number of signal edges. In this way, the state memory unit 230 is filled with data records which contain signal states or transitions of the input signals E1, E2 and the times associated therewith, so-called time stamps. Alternatively, the timer 250 can also be started immediately after switching on, for example after a switch-on reset process.
  • timer 250 is only started once and then counts continuously, the time between two signal edges or up to to the first signal edge (when timer 250 is already started after power up), by forming the difference between two timer values. If, on the other hand, the timer 250 is restarted for each detected signal edge, then the timer value directly corresponds to the time between two signal edges.
  • the number of data records required depends on how many and which interfaces are to be detected. At least as many data records must be recorded that exactly one interface can be determined unambiguously from all interfaces in question. In order to produce a redundancy, it is particularly advantageous to record additional data records, so that a check / confirmation of the determined interface is possible.
  • control unit stops the timer 250 and signals via an evaluation line 243 of an evaluation unit 260 that it can evaluate the data records.
  • the data sets are evaluated by analyzing the time sequence of the signal transitions (edges) and the associated signal states and comparing them with characteristic signal sequences of available interfaces, which are stored in a database 270, for example.
  • the evaluation may include testing for one or more of the following decision criteria:
  • An identification code may, for example, be a pulse sequence which, irrespective of the actual execution of the Interface (synchronous / asynchronous, number of input signals ...), which allows selective selection of an interface.
  • the validity of the identification code is advantageously limited to the programming mode.
  • the absence of signal edges ie the determination that a defined time after switching on or the beginning of the recognition process, the input signals E1, E2 have a constant logic level, can serve as a decision criterion.
  • decision criteria for the unique recognition of the interface used depends on the type and number of available, or to be recognized interfaces. If, for example, only two interfaces are to be distinguished which have different quiescent levels, the consideration of the signal levels before the first clock edge is sufficient.
  • the decision whether it is a synchronous or an asynchronous interface can be made after the detection of a clock signal or a characteristic signal sequence. To distinguish between two synchronous interfaces, the consideration of the signal levels of the second input signal at signal edges of the (already recognized) clock signal can be used.
  • the evaluation unit 260 After recognition of the interface used, the evaluation unit 260 selects the corresponding interface via the selection line 210.
  • the evaluation can also be carried out without prior intermediate storage by supplying the data records directly to the evaluation unit 260. In this case, however, a high processing speed is required in the evaluation unit 260.
  • FIG. 4a shows the beginning of a data transmission from the sequential electronics 110 via the data transmission channel 100 to the position measuring device 10 using the interface EnDat, which is described for example in EP0660209B2.
  • the first input signal E1 is at high level, the level of the second input signal E2 is low.
  • the first input signal E1 in this example corresponds to the signal on the clock line, while the second input signal E2 represents the signal on the bidirectionally operated data line.
  • the transmission begins with a falling edge of the first input signal E1, while the second input signal E2 is in the output state, ie immediately after switching, high impedance (tri-state) is connected.
  • high impedance tri-state
  • a voltage sets in on the second signal line E2 which is determined by the termination resistors R1, R2, R3.
  • the termination resistors R1, R2, R3 are usually dimensioned such that the resulting voltage on the second signal line E2 is interpreted by the receiving side, in this case the position measuring device 10, either as a high level or a low level, wherein the termination resistors R1, R2, R3 are preferably dimensioned so that the position measuring device 10 detects a high level.
  • the sequential electronics 1 10 starts transmitting a command (referred to in the terminology of EP0660209B2 as a status command). This consists of three consecutively transmitted bits, which are then repeated in inverted form. In an alternative embodiment of the EnDat interface, however, the repetition of the command can also take place in the same polarity.
  • FIG. 4b shows the signal states at the beginning of a data transmission at the SSI interface which, as already mentioned in the introduction, is described in EP0171579A1.
  • the first input signal E1 is the signal on the clock line and the second input signal E2 is the signal on the data line
  • first input signal Nal E1 in the initial state also to high level and the data transfer begins with a falling edge of the first input signal E1.
  • the second input signal E2 regardless of the input signal E1 always remains at the same level, in turn of termination resistors R1, R2, R3 is determined.
  • the second input signal E2 has a constant low level.
  • the clock line can now be identified by the fact that the signal on this line (in the example, the first input signal E1) has further edges at regular time intervals after the first edge.
  • the detection of the clock line is not sufficient in this example as a decision criterion for the determination of the interface used, since it is in both cases to synchronous interfaces.
  • the consideration of signal levels of the second input signal E2 at signal edges of a first input signal E1 (the clock signal) can be used as a further decision criterion. Since no level change can occur on the data line in the case of the SSI interface, but a command is transmitted in the case of the EnDat interface, and the logic level on the data line therefore changes, an unambiguous determination of the interface is possible.
  • a previous level change at the time in which the second input signal E2 is switched to high impedance in FIG. 4a, is unreliable as a decision criterion since it depends on the dimensioning of the termination resistors R1, R2, R3.
  • a sequence of signal edges at irregular intervals would be an indication of a Asynchronous interface over which an ASCII-coded character is transmitted.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle zwischen einem Positionsmessgerät (10) und einer Folgeelektronik (110), die über einen Datenübertragungskanal (100) miteinander verbunden sind, wobei das Positionsmessgerät (10) eine Schnittstelleneinheit (20) und eine Positionsmesseinheit (30) umfasst. Die Schnittstelleneinheit (20) ist zum einen mit dem Datenübertragungskanal (100) und zum andern zum Zwecke eines internen Datenaustauschs mit der Positionsmesseinheit (30) verbunden. In der Schnittstelleneinheit (20) ist die Schnittstelle zur Folgeelektronik (110) aus wenigstens zwei Schnittstellen auswählbar. Im Positionsmessgerät (10) ist weiter eine Schnittstellenerkennungseinheit (200) angeordnet, der wenigstens ein Eingangssignal (E1, E2), das von der Folgeelektronik (110) über den Datenübertragungskanal (100) eintrifft, zugeführt ist und die Mittel zur Feststellung der zeitlichen Abfolge von Signalflanken des wenigstens einen Eingangssignals (E1, E2) in Verbindung mit dem Signalzustand umfasst, sowie eine Auswerteeinheit (260), in der durch Auswertung der festgestellten zeitlichen Abfolge die verwendete Schnittstelle zur Folgeelektronik (110) erkennbar und in der Schnittstelleneinheit (20) auswählbar ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle zwischen einem Positionsmessgerät und einer Folgeelektronik nach den Ansprüchen 1 , bzw. 9. Mittels einer derartigen Vorrichtung, bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens, ist im Positionsmess- gerät eine automatisierte Erkennung der von der Folgeelektronik verwendeten Schnittstelle möglich.
In der Automatisierungstechnik werden vermehrt Positionsmessgeräte eingesetzt, die einen absoluten Positionswert zur Verfügung stellen. Dadurch entfallen bestimmte Nachteile sogenannter inkrementaler Positionsmessgeräte, wie z.B. die Notwendigkeit, nach dem Einschalten eine Referenzfahrt vornehmen zu müssen, um eine Referenzposition zu finden, die als Bezugspunkt für die weitere Positionsmessung durch Zählen von Teilungsstrichen dient.
Für die Übertragung der absoluten Positionswerte kommen hauptsächlich serielle Datenschnittstellen zum Einsatz, da diese mit nur wenigen Datenübertragungsleitungen auskommen und trotzdem hohe Datenübertragungsraten aufweisen. Besonders vorteilhaft sind hier die sogenannten synchron- seriellen Schnittstellen, die eine uni- oder bidirektionale Datenleitung und eine Taktleitung aufweisen. Die Übertragung von Datenpaketen über die Datenleitung erfolgt synchron zu einem Taktsignal auf der Taktleitung. In der Automatisierungstechnik hat sich eine Vielzahl von Standardschnittstellen durchgesetzt, populäre Vertreter für synchron-serielle Schnittstellen sind beispielsweise die EnDat-Schnittstelle der Anmelderin, eine weitere ist unter der Bezeichnungen SSI bekannt. Daneben sind auch noch asynchrone serielle Schnittstellen wie beispielsweise Hiperface verbreitet.
Die SSI-Schnittstelle wird in der EP0171579A1 beschrieben. Es handelt sich hierbei um eine synchron-serielle Datenschnittstelle mit einer unidirektiona- len Daten- und einer unidirektionalen Taktleitung. Das Auslesen von Positi- onswerten von einem Positionsmessgerät erfolgt hier synchron zu einem Taktsignal auf der Taktleitung.
Die EP0660209B2 beschreibt dagegen die Grundlage der EnDat-Schnitt- stelle der Anmelderin. Bei dieser handelt es sich ebenfalls um eine synchron-serielle Schnittstelle, die jedoch neben der unidirektionalen Taktleitung eine bidirektionale Datenleitung aufweist. Dadurch ist eine Übertragung von Daten in beide Richtungen - von der Folgeelektronik zum Positionsmessgerät und vom Positionsmessgerät zur Folgeelektronik - möglich. Die Datenübertragung erfolgt auch hier synchron zu einem Taktsignal auf der Taktleitung.
Die DE19701310B4 beschreibt eine Vorrichtung zur Datenübertragung zwischen einem als Positionsmesssystem ausgebildeten Messwertaufnehmer und einer Verarbeitungseinheit. Durch die Übertragung eines Referenzsignals auf einer der Signal-Übertragungsleitungen, über die die Datenübertragung zwischen Messwertaufnehmer und Verarbeitungseinheit erfolgt, kann das Positionsmesssystem in verschiedene Betriebsmodi geschaltet werden.
Standardisierte Schnittstellen bieten den Vorteil, dass Messgeräte, die mit einer derartigen Schnittstelle ausgerüstet sind, direkt an eine Folgeelektronik, beispielsweise ein Werkzeugmaschinensteuerung, angeschlossen werden können. Nachteilig für den Messgerätehersteller ist es jedoch, dass er die Messgeräte mit verschiedenen Standardschnittstellen anbieten muss, um Lösungen für Folgeelektroniken anbieten zu können, die bereits mit einer bestimmten Schnittstelle ausgerüstet sind. Dadurch entsteht eine große Variantenvielfalt, die hohen Aufwand in der Produktpflege erfordert und die Lagerhaltung erheblich erschwert.
Die JP8185591A beschreibt ein absolutes Positionsmessgerät, das mehrere Übertragungsformate unterstützt. Die Auswahl des Übertragungsformats erfolgt über ein Auswahlsignal, das dem Positionsmessgerät über zusätzliche Leitungen von der Folgeelektronik zugeführt wird. Das Erfordernis, zusätzliche Leitungen zur Verfügung zu stellen, erhöht den Verkabelungsauf- wand erheblich und ist daher unerwünscht. Außerdem ist diese Lösung unflexibel, da das Übertragungsformat manuell eingestellt werden muss.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung, sowie ein Verfahren anzugeben, mit dem die Schnittstelle vom Positionsmessgerät erkannt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Details der Vorrichtung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhän- gigen Ansprüchen.
Es wird nun eine Vorrichtung zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle zwischen einem Positionsmessgerät und einer Folgeelektronik vorgeschlagen, die über einen Datenübertragungskanal miteinander verbunden sind, wobei das Positionsmessgerät eine Schnittstelleneinheit und eine Positionsmesseinheit umfasst. Die Schnittstelleneinheit ist zum einen mit dem Datenübertragungskanal und zum andern zum Zwecke eines Datenaus- tauschs mit der Positionsmesseinheit verbunden. In der Schnittstelleneinheit ist die Schnittstelle zur Folgeelektronik aus wenigstens zwei Schnittstellen auswählbar. Im Positionsmessgerät ist weiter eine Schnittstellenerkennungseinheit angeordnet, der wenigstens ein Eingangssignal, das von der Folgeelektronik über den Datenübertragungskanal eintrifft, zugeführt ist und die Mittel zur Feststellung der zeitlichen Abfolge von Signalflanken des wenigstens einen Eingangssignals in Verbindung mit dem Signalzustand um- fasst, sowie eine Auswerteeinheit, in der durch Auswertung der festgestellten zeitlichen Abfolge die verwendete Schnittstelle zur Folgeelektronik erkennbar und in der Schnittstelleneinheit auswählbar ist.
Weiter wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 9. Vorteilhafte Details des Verfahrens ergeben sich aus den von Anspruch 9 abhängigen Ansprüchen.
Es wird ein Verfahren zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle zwischen einem Positionsmessgerät und einer Folgeelektronik vorgeschlagen, - A -
die über einen Datenübertragungskanal miteinander verbunden sind, wobei das Positionsmessgerät eine Schnittstelleneinheit und eine Positionsmesseinheit umfasst. Die Schnittstelleneinheit ist zum einen mit dem Datenübertragungskanal und zum andern zum Zwecke eines Datenaustauschs mit der Positionsmesseinheit verbunden. In der Schnittstelleneinheit ist die Schnittstelle zur Folgeelektronik aus wenigstens zwei Schnittstellen auswählbar. Im Positionsmessgerät ist weiter eine Schnittstellenerkennungseinheit angeordnet, der wenigstens ein Eingangssignal, das von der Folgeelektronik über den Datenübertragungskanal eintrifft, zugeführt ist. Das erfindungsge- mäße Verfahren weist folgende Schritte auf:
- Feststellen einer zeitlichen Abfolge von Signalflanken des wenigstens einen Eingangssignals in Verbindung mit einem Signalzustand,
- Ermittlung der verwendeten Schnittstelle zur Folgeelektronik durch Auswertung der festgestellten Abfolge anhand von Entscheidungs- kriterien in einer Auswerteeinheit und
Auswahl der ermittelten Schnittstelle in der Schnittstelleneinheit.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle anhand der Figuren. Dabei zeigt
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2a einen Datenübertragungskanal mit einem unidirektio- nal betriebenen Leitungspaar und einem bidirektional betriebenen Leitungspaar,
Figur 2b e i n e n D ate n ü be rtra g u n g s ka n a l m i t zwe i i n unterschiedlichen Datenrichtungen unidirektional betriebenen Leitungspaaren,
Figur 2c einen Datenübertragungskanal mit einem bidirektional betriebenen Leitungspaar, Figur 3 ein Blockdiagramm einer Schnittstellenerkennungseinheit,
Figur 4a ein Signaldiagramm des Beginns einer Datenübertragung bei der Schnittstelle EnDat und Figur 4b ein Signaldiagramm des Beginns einer Datenübertragung bei der Schnittstelle SSI.
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Positionsmessgerät 10, das über einen Datenübertragungskanal 100 mit einer Folgeelektronik 1 10, beispielsweise einer numerischen Werkzeugmaschinensteuerung (NC), verbunden ist. Positionsmessgerät 10 und Folgeelektronik 1 10 tauschen über den Datenübertragungskanal 100 Befehle und Daten aus. Meist handelt es sich bei einem derartigen System um eine Master-Slave-Verbindung, wobei die Folgeelektronik 1 10 die Funktion des Masters und das Positionsmessgerät 10 die Funktion des Slaves übernimmt, d.h. jede Datenübertragung wird von der Folgeelektronik 1 10 initiiert, während das Positionsmessgerät 10 Daten nur auf Anforderung zur Folgeelektronik 1 10 übermittelt. Als Schnittstelle wird die physikalische Verbindung zwischen Folgeelektronik 1 10 und Positionsmessgerät 10 zum Zwecke der Datenübertragung (repräsentiert durch den Datenübertragungskanal 100) in Verbindung mit den dazugehörenden Regeln, dem sog. Schnittstellenprotokoll, bezeichnet.
Der Datenübertragungskanal 100 ist meist für serielle Datenübertragung ausgelegt, d.h. er besteht aus wenigstens einer seriellen Datenverbindung, die, wenn die Übertragung differentiell nach RS-485-Standard erfolgt, aus wenigstens einem Leitungspaar besteht und ist auf beiden Seiten mit geeigneten Treiber-/Empfängerbausteinen abgeschlossen. Findet die Übertragung über nur ein bidirektional betriebenes differentielles Leitungspaar statt, spricht man auch von einer 2-Draht-Schnittstelle. Populäres Beispiel hierfür ist der Parameterkanal der Schnittstelle Hiperface. Die einleitend erwähnten Schnittstellen EnDat und SSI verwenden dagegen zwei differentielle Leitungspaare und werden somit als 4-Draht-Schnittstellen bezeichnet. Beispielhaft sind in Figur 1 auch noch Terminierungswiderstände R1 , R2, R3 dargestellt, die verwendet werden, um Signalreflexionen auf den Leitungen zu dämpfen. In der Praxis können sowohl auf Seiten des Positionsmessgerätes 10, als auch auf Seiten der Folgeelektronik 1 10 Terminierungswider- stände R1 , R2, R3 vorgesehen sein. Differentielle Datenübertragung ist dem Fachmann seit langem bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben.
Das Positionsmessgerät 10 soll in diesem Beispiel für die automatisierte Erkennung von 2-Draht-Schnittstellen und 4-Draht-Schnittstellen geeignet sein. Darüber hinaus sollen die beiden möglichen Signalleitungspaare beliebig verwendbar und damit vertauschbar sein. Dabei müssen die in den Figuren 2a bis 2c dargestellten Varianten berücksichtigt werden:
- ein unidirektional betriebenes Leitungspaar, ein bidirektional betriebenes Leitungspaar (Figur 2a) - zwei in unterschiedlichen Datenrichtungen betriebene unidirektionale
Signalleitungspaare (Figur 2b)
- ein bidirektional betriebenes Signalleitungspaar (Figur 2c)
Um auch die Vertauschbarkeit zu ermöglichen, sind die zwei Signalleitungs- paare des Datenübertragungskanals 100 auf der Seite des Positionsmessgeräts 10 mit je einem differentiellen Sender-/Empfängerpaar abgeschlossen. Auf der Seite der Folgeelektronik 1 10 sind jeweils nur die Empfänger- /Senderbausteine vorhanden, die die verwendete Schnittstelle erfordert.
Der Datenübertragungskanal 100 ist im Positionsmessgerät 10 mit einer Schnittstelleneinheit 20 verbunden, die Befehle und Eingangsdaten von der Folgeelektronik 1 10 empfängt, interpretiert und über eine interne Schnittstelle zu einer Positionsmesseinheit 30 weiterleitet. Diese verarbeitet Befehle und Eingangsdaten und überträgt, wenn Ausgangsdaten, z.B. ein ab- soluter Positionswert, angefordert wurden, diese über die interne Schnittstelle zur Schnittstelleneinheit 20, die die Ausgangsdaten entsprechend dem Schnittstellenprotokoll aufbereitet und an die Folgeelektronik 110 sendet. Die Positionsmesseinheit 30 erzeugt durch Abtastung einer Maßverkörperung mit einer Abtasteinheit Positionssignale und wandelt diese in digitale Positionswerte um, die die absolute Position der Abtasteinheit bezogen auf die Maßverkörperung angeben. Das physikalische Prinzip, das der Ab- tastung zugrunde liegt, ist hierbei nicht relevant, es können beispielsweise optische, magnetische oder induktive Messprinzipien zum Einsatz kommen. Neben Positionswerten können in der Positionsmesseinheit 30 noch weitere Daten erzeugt werden. Dazu gehören beispielsweise weitere aus der Relativbewegung zwischen Abtasteinheit und Maßverkörperung resultierende Messwerte, wie Geschwindigkeit oder Beschleunigung. Bei den weiteren Daten kann es sich aber auch um Messwerte, die die Umgebungsbedingungen betreffen, z.B. Temperaturwerte, handeln. Schließlich können als weitere Daten auch Statusinformationen zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise in Form von Statusbits oder eines Statusworts, dessen Bits Warn- oder Fehlerzustände signalisieren.
Die Positionsmesseinheit 30 kann noch weitere Komponenten, wie beispielsweise eine CPU zur Durchführung komplexer Berechnungen, sowie eine Speichereinheit umfassen, auf deren Darstellung hier verzichtet wurde. Der Zugriff auf die in der Positionsmesseinheit 30 angeordneten Komponenten, bzw. die Datenaustausch mit diesen Komponenten erfolgt über die Schnittstelleneinheit 20.
Die interne Kommunikation im Positionsmessgerät 10, die zwischen der Schnittstelleneinheit 20 und der Positionsmesseinheit 30 über die interne Schnittstelle stattfindet, ist weitgehend unabhängig vom Schnittstellenprotokoll, das die Kommunikation zwischen Folgeelektronik 1 10 und Positionsmessgerät 10 über den Datenübertragungskanal 100 bestimmt. Um einen möglichst schnellen Datenaustausch zwischen der Schnittstelleneinheit 20 und der Positionsmesseinheit 30 über die interne Schnittstelle zu ermöglichen, wird hier bevorzugt parallele Datenübertragung eingesetzt. Dadurch kann die Zeitspanne zwischen dem Eintreffen eines Befehls über den Datenübertragungskanal 100 und dem Senden von angeforderten Daten (z.B. dem Positionswert) über den Datenübertragungskanal 100 minimiert werden.
Die Schnittstelleneinheit 20 ist umschaltbar ausgeführt, d.h. die Schnittstel- leneinheit 20 bietet eine Auswahl aus wenigstens zwei Schnittstellen, beispielsweise EnDat und SSI, an, aus der eine ausgewählt werden kann. Auf diese Weise kann das Positionsmessgerät 10 an Folgeelektroniken 1 10 angeschlossen werden, die entweder SSI- oder EnDat-Schnittstellen unterstützen. Es ist offensichtlich, dass Positionsmessgeräte 10, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Schnittstellen unterstützen, die notwendige Variantenvielfalt drastisch reduzieren, da sie ohne Aufwand an viele Folgeelektroniken 110 durch einfache Auswahl einer Schnittstelle, die sowohl von der Folgeelektronik 1 10, als auch vom Positionsmessgerät 10 unterstützt wird, angeschlossen werden können.
Bevorzugt ist die Schnittstelleneinheit 20 modular aufgebaut und bietet für die unterstützten Schnittstellen spezifische Schnittstellenmodule 22.1 , 22.2. bis 22. n, von denen entsprechend der von der Folgeelektronik 1 10 verwendeten Schnittstelle eines ausgewählt wird. Neben den spezifischen Schnitt- Stellenmodulen 22.1 , 22.2. bis 22. n ist mit Vorteil ein allgemeines Schnittstellenmodul 23 vorgesehen, das mit den spezifischen Schnittstellenmodulen 22.1 , 22.2. bis 22. n über eine Standardschnittstelle 24 kommuniziert. Dadurch kann der Funktionsumfang der spezifischen Schnittstellenmodule 22.1 , 22.2. bis 22. n auf die Umsetzung der von der Folgeelektronik 1 10 empfangenen Befehle und Eingangsdaten auf ein standardisiertes Befehlsbzw. Datenformat, sowie die Umsetzung von Ausgangsdaten von einem standardisierten Datenformat auf ein spezifisches Datenformat für die Übertragung zur Folgeelektronik 1 10 reduziert werden.
Im Positionsmessgerät 10 ist zur automatisierten Erkennung der angeschlossenen Schnittstelle eine Schnittstellenerkennungseinheit 200 angeordnet, der Eingangssignale E1 , E2 zugeführt sind, die über den Datenübertragungskanal 100 eintreffen. Selbstverständlich ist die Anzahl der Eingangssignale nur in diesem Ausführungsbeispiel auf zwei begrenzt. In der Praxis sind sowohl Schnittstellen bekannt, die nur ein Eingangssignal, als auch Schnittstellen, die mehr als zwei Eingangssignale übertragen. Die Erkennung erfolgt, wie unten weiter ausgeführt wird, durch Analyse der zeitlichen Abfolge von Signalflanken und -pegeln der Eingangssignale. Solange die Schnittstelle nicht erkannt wurde, ist die Verbindung der Schnittstelleneinheit 20 zum Datenübertragungskanal 100 unterbrochen. Hierzu ist eine Schalteinheit 215 vorgesehen. Außerdem sind die Treiberbausteine, die für das Senden von Daten zur Folgeelektronik 1 10 vorgesehen sind, inaktiv geschaltet, es werden also ausschließlich über den Datenübertragungskanal 100 eintreffende Signale analysiert. Nach erfolgreicher Erkennung der Schnittstelle schaltet die Schnittstellenerkennungseinheit 200 die Schnittstelleneinheit 20, beispielsweise über eine Auswahlleitung 210, entsprechend um, bzw. wählt ein spezifisches Schnittstellenmodul 22.1 , 22.2 bis 22. n aus und stellt die Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit 20 und dem Datenübertragungskanal 100 über die Schalteinheit 215 wieder her.
Um sicherzustellen, dass die Schnittstelle auch richtig erkannt wurde, ist es sinnvoll, nach der Erkennung eine Prüfsequenz vorzusehen, die geeignet ist, die Datenübertragung zwischen Folgeelektronik 1 10 und Positionsmessge- rät 10 sicher nachzuweisen.
Mit Vorteil ist die automatisierte Erkennung der Schnittstelle auf einen speziellen Programmiermodus des Positionsmessgerätes 10 beschränkt, in dem sich das Positionsmessgerät 10 nach der Auslieferung befindet. Nach der erfolgreichen Erkennung der Schnittstelle bei der Inbetriebnahme des Positionsmessgeräts 10 an der Folgeelektronik 1 10 wird das Ergebnis in einem nichtflüchtigen Speicher, z.B. einem EEPROM, gespeichert, bzw. das ausgewählte spezifische Schnittstellenmodul 22.1 , 22.2. bis 22. n fest eingestellt, so dass, wenn die verwendete Schnittstelle einmal erkannt wurde, kein wei- terer automatischer Erkennungsvorgang mehr erforderlich ist. Anschließend wird der Programmiermodus beendet. Weiter kann ein spezieller Mechanismus vorgesehen sein, um das Positionsmessgerät 10 erneut in den Programmiermodus zu schalten. Beispielsweise kann die Umschaltung in den Programmiermodus, wie in der DE19701310B4 vorgeschlagen, durch ein Referenzsignal, das auf einer der Signalübertragungsleitungen des Datenübertragungskanals 100 von der Folgeelektronik 1 10 zum Positionsmessgerät übertragen wird, initiiert werden.
Anhand des in Figur 3 gezeigten Blockdiagramms einer erfindungsgemäßen Schnittstellenerkennungseinheit 200 soll nun die automatisierte Schnittstellenerkennung weiter erläutert werden. Die Eingangssignale E1 , E2, die über den Datenübertragungskanal 100 bei der Schnittstellenerkennungseinheit 200 eintreffen, sind Flankenerkennungseinheiten 220, 221 zugeführt. Diese codieren Signalzustände bzw. -Übergänge des jeweiligen Eingangssignals E1 , E2 auf je zwei Statusleitungen, deren digitale Signalpegel den vier Zuständen bzw. Übergängen - Low-Pegel High-Pegel - steigende Flanke fallende Flanke zugeordnet und einer Steuereinheit 240, sowie einer Zustandsspeicherein- heit 230 zugeführt werden. In weiterer Ausgestaltung erkennen die Flankenerkennungseinheiten 220, 221 auch noch den Zustand „Tri-State" bzw. „hochohmig".
Erkennt die Steuereinheit 240 bei einem der Eingangssignale E1 , E2 eine Flanke, so wertet sie das Ereignis als Beginn einer Datenübertragung und beginnt eine Erkennungssequenz, indem sie über eine Startleitung 241 ei- nen Timer 250 startet und die digitalen Signalpegel der Statusleitungen, sowie den Wert des Timers 250 mittels einer Schreibleitung 242 in die Zu- standsspeichereinheit 230 einspeichert. Dieser Speichervorgang wird für eine festgelegte Anzahl von Signalflanken wiederholt. Auf diese Weise wird die Zustandsspeichereinheit 230 mit Datensätzen gefüllt, die Signalzustände bzw. -Übergänge der Eingangssignale E1 , E2 und die damit verbundenen Zeitpunkte, sog. Zeitstempel enthalten. Alternativ kann der Timer 250 auch bereits gleich nach dem Einschalten, beispielsweise nach einem Einschalt- resetvorgang gestartet werden. Wird der Timer 250 nur einmal gestartet und zählt dann kontinuierlich, kann die Zeit zwischen zwei Signalflanken bzw. bis zur ersten Signalflanke (wenn der Timer 250 bereits nach dem Einschalten gestartet wird), durch Bildung der Differenz zwischen zwei Timerwerten gebildet werden. Wird dagegen der Timer 250 bei jeder erkannten Signalflanke neu gestartet, so entspricht der Timerwert direkt der Zeit zwischen zwei Sig- nalflanken.
Die Anzahl der benötigten Datensätze ist davon abhängig, wie viele und welche Schnittstellen erkannt werden sollen. Es müssen wenigstens so viele Datensätze aufgezeichnet werden, dass aus allen in Frage kommenden Schnittstellen genau eine Schnittstelle eindeutig ermittelt werden kann. Um eine Redundanz herzustellen, ist es besonders vorteilhaft, zusätzliche Datensätze aufzuzeichnen, so dass eine Überprüfung/Bestätigung der ermittelten Schnittstelle möglich ist.
Wurden ausreichend viele Datensätze aufgezeichnet, stoppt die Steuereinheit den Timer 250 und signalisiert über eine Auswerteleitung 243 einer Auswerteeinheit 260, dass sie die Datensätze auswerten kann. Die Auswertung der Datensätze erfolgt durch Analyse der zeitlichen Abfolge der Signalübergänge (Flanken) und der dazugehörigen Signalzustände und Vergleich mit charakteristischen Signalfolgen verfügbarer Schnittstellen, die beispielsweise in einer Datenbank 270 abgelegt sind. Die Auswertung kann die Prüfung auf eines oder mehrerer der folgenden Entscheidungskriterien umfassen:
- Signalpegel vor der ersten Signalflanke
- Erkennung eines Taktsignals Feststellen der Frequenz eines Taktsignals
- Erkennung einer asynchronen Datenübertragung Erkennung eines Identifizierungscodes - Betrachtung von Signalpegeln eines zweiten Eingangssignals bei
Signalflanken eines ersten Eingangssignals
Bei einem Identifizierungscode kann es sich beispielsweise um eine Pulsfolge handeln, die, unabhängig von der tatsächlichen Ausführung der Schnittstelle (synchron/asynchron, Anzahl der Eingangssignale...), die gezielte Auswahl einer Schnittstelle erlaubt. Die Gültigkeit des Identifizierungscodes ist mit Vorteil auf den Programmiermodus beschränkt.
Als Sonderfall soll hier genannt werden, dass auch das Fehlen von Signalflanken, also die Feststellung, dass eine definierte Zeit nach dem Einschalten, bzw. dem Beginn des Erkennungsvorgangs, die Eingangssignale E1 , E2 einen konstanten logischen Pegel aufweisen, als Entscheidungskriterium dienen kann.
Welche Entscheidungskriterien zur eindeutigen Erkennung der verwendeten Schnittstelle zielführend sind, hängt von der Art und Anzahl der verfügbaren, bzw. zu erkennenden Schnittstellen ab. Sollen beispielsweise nur zwei Schnittstellen unterschieden werden, die unterschiedliche Ruhepegel auf- weisen, so reicht bereits die Betrachtung der Signalpegel vor der ersten Taktflanke. Die Entscheidung, ob es sich um eine synchrone oder eine asynchrone Schnittstelle handelt, kann nach der Erkennung eines Taktsignals, bzw. einer charakteristischen Signalfolge getroffen werden. Zur Unterscheidung zweier synchroner Schnittstellen kann die Betrachtung der Sig- nalpegel des zweiten Eingangssignals bei Signalflanken des (bereits erkannten) Taktsignals herangezogen werden.
Nach erfolgter Erkennung der verwendeten Schnittstelle wählt die Auswerteeinheit 260 die entsprechende Schnittstelle über die Auswahlleitung 210 aus.
Alternativ kann die Auswertung auch ohne vorherige Zwischenspeicherung erfolgen, indem die Datensätze direkt der Auswerteeinheit 260 zugeführt werden. In diesem Fall ist jedoch eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit in der Auswerteeinheit 260 erforderlich.
Anhand der Figuren 4a und 4b soll nun am Beispiel der Erkennung der verwendeten Schnittstelle, wenn lediglich zwischen der Schnittstelle SSI und EnDat unterschieden werden muss, erklärt werden. Figur 4a zeigt den Beginn einer Datenübertragung von der Folgeelektronik 1 10 über den Datenübertragungskanal 100 auf das Positionsmessgerät 10 unter Verwendung der Schnittstelle EnDat, die beispielsweise in der EP0660209B2 beschrieben ist. Nach dem Einschalten befindet sich das erste Eingangssignal E1 auf High-Pegel, der Pegel des zweiten Eingangssignals E2 ist Low. Das erste Eingangssignal E1 entspricht in diesem Beispiel dem Signal auf der Taktleitung, während das zweite Eingangssignal E2 das Signal auf der die bidirektional betriebene Datenleitung darstellt.
Die Übertragung beginnt mit einer fallenden Flanke des ersten Eingangssignals E1 , während das zweite Eingangssignal E2 im Ausgangszustand, also gleich nach dem Einschalten, hochohmig (Tri-State-Zustand) geschaltet ist. Im hochohmigen Zustand stellt sich auf der zweiten Signalleitung E2 eine Spannung ein, die von den Terminierungswiderständen R1 , R2, R3 be- stimmt ist. Diese werden, wie oben bereits erwähnt, bei digitaler Datenübertragung benötigt, um Signalreflektionen zu dämpfen. Die Terminierungs- widerstände R1 , R2, R3 werden üblicherweise so dimensioniert, dass die resultierende Spannung auf der zweiten Signalleitung E2 von der empfangenden Seite, in diesem Fall dem Positionsmessgerät 10, entweder eindeu- tig als High-Pegel oder Low-Pegel interpretiert wird, wobei die Terminie- rungswiderstände R1 , R2, R3 bevorzugt so dimensioniert werden, dass das Positionsmessgerät 10 einen High-Pegel erkennt. Mit der dritten fallenden Flanke beginnt die Folgeelektronik 1 10 mit der Übertragung eines Befehls (in der Terminologie der EP0660209B2 als Status-Befehl bezeichnet). Die- ser besteht aus drei aufeinanderfolgend gesendeten Bits, die anschließend invertiert wiederholt werden. In einer alternativen Ausführungsform der EnDat-Schnittstelle kann die Wiederholung des Befehls aber auch in der gleichen Polarität erfolgen.
Figur 4b zeigt dagegen die Signalzustände am Beginn einer Datenübertragung bei der SSI-Schnittstelle, die, wie einleitend bereits erwähnt, in der EP0171579A1 beschrieben ist. Unter der Annahme, dass das erste Eingangssignal E1 das Signal auf der Taktleitung und das zweite Eingangssignal E2 das Signal auf der Datenleitung ist, befindet sich erste Eingangssig- nal E1 im Anfangszustand ebenfalls auf High-Pegel und die Datenübertragung beginnt mit einer fallenden Flanke des ersten Eingangssignals E1. Da bei SSI die Datenleitung unidirektional vom Positionsmessgerät 10 zur Folgeelektronik betrieben wird und die Treiberbausteine während der automati- sierten Erkennung der Schnittstelle inaktiv sind, bleibt das zweite Eingangssignal E2, unabhängig vom Eingangssignal E1 stets auf gleichem Pegel, der wiederum von Terminierungswiderständen R1 , R2, R3 bestimmt ist. Im dargestellten Beispiel hat das zweite Eingangssignal E2 einen konstanten Low- Pegel.
In der Auswerteeinheit 260 kann nun die Taktleitung dadurch identifiziert werden, dass das Signal auf dieser Leitung (im Beispiel das erste Eingangssignal E1 ) nach der ersten Flanke in regelmäßigen Zeitabständen weitere Flanken aufweist.
Die Erkennung der Taktleitung ist in diesem Beispiel als Entscheidungskriterium für die Bestimmung der verwendeten Schnittstelle nicht ausreichend, da es sich in beiden Fällen um synchrone Schnittstellen handelt. Hier kann beispielsweise die Betrachtung von Signalpegeln des zweiten Eingangssignals E2 bei Signalflanken eines ersten Eingangssignals E1 (des Taktsignals) als weiteres Entscheidungskriterium herangezogen werden. Da bei der SSI- Schnittstelle kein Pegelwechsel auf der Datenleitung auftreten kann, bei der EnDat-Schnittstelle jedoch ein Befehl übertragen wird, sich der logische Pegel auf der Datenleitung also ändert, ist eine eindeutige Bestimmung der Schnittstelle möglich.. Ein vorheriger Pegelwechsel zu dem Zeitpunkt, an dem in Figur 4a das zweite Eingangssignal E2 hochohmig geschaltet wird, ist als Entscheidungskriterium unzuverlässig, da er von der Dimensionierung der Terminierungswiderstände R1 , R2, R3 abhängig ist.
Auf diese Weise können für eine Vielzahl unterschiedlicher Schnittstellen Entscheidungskriterien gefunden werden, die der Auswerteeinheit 260 eine automatisierte Erkennung ermöglichen. So wäre beispielsweise eine Folge von Signalflanken in unregelmäßigen Abständen ein Hinweis für eine asynchrone Schnittstelle, über die ein ASCII-codiertes Zeichen übertragen wird.
Es ist selbstverständlich, dass der Zugriff von der Folgeelektronik 110 auf das Positionsmessgerät 10 während der automatisierten Erkennung der Schnittstelle, dadurch dass das Positionsmessgerät 10 weder Daten sendet noch empfängt, zu Übertragungsfehlern auf Seiten der Folgeelektronik 110 führt. Da die automatisierte Erkennung aber außerhalb des eigentlichen Betriebs des Positionsmessgeräts 10 stattfindet, ist dies nicht problematisch.
Darüber hinaus kann es vorkommen, dass ein einziger Schnittstellenzugriff für eine eindeutige Erkennung der Schnittstelle nicht ausreicht. So würde in Figur 4a unter der Annahme, dass der Ruhezustand beim zweiten Eingangssignal E2 ein Low-Pegel ist, im Tristate-Zustand der Pegel über die Terminierungswiderstände R1 , R2, R3 ebenfalls auf Low-Pegel eingestellt ist, die Übertragung eines Befehls der mit der Pegelfolge ,000' codiert ist und lediglich in der gleichen Polarität wiederholt wird, ebenfalls keine Pegeländerung generieren. Eine sichere Entscheidung zwischen SSI und EnDat könnte in diesem Fall nicht getroffen werden.
Derartige Kombinationen können vermieden werden, wenn einer Person, die die Inbetriebnahme einer Maschine durchführt, in der erfindungsgemäße Positionsmessgeräte 10 eingesetzt sind, in einer Inbetriebnahmevorschrift die zu verwendenden Schnittstellenbefehle für die automatisierte Erkennung vorgegeben werden. Gegebenenfalls ist die Anweisung, mehrere unterschiedliche Schnittstellenbefehle zu verwenden, wenn ein erster Versuch nicht zum Erfolg geführt hat, bereits ausreichend.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle zwischen einem Positionsmessgerät (10) und einer Folgeelektronik (1 10), die über einen Datenübertragungskanal (100) miteinander verbunden sind, wobei das Positionsmessgerät (10) eine Schnittstelleneinheit (20) und eine Positions- messeinheit (30) umfasst, die Schnittstelleneinheit (20) zum einen mit dem Datenübertragungskanal (100) und zum andern zum Zwecke eines Daten- austauschs mit der Positionsmesseinheit (30) verbunden ist, wobei in der Schnittstelleneinheit (20) die Schnittstelle zur Folgeelektronik (1 10) aus wenigstens zwei Schnittstellen auswählbar ist und im Positionsmessgerät (10) weiter eine Schnittstellenerkennungseinheit (200) angeordnet ist, der wenigstens ein Eingangssignal (E1 , E2), das von der Folgeelektronik (1 10) über den Datenübertragungskanal (100) eintrifft, zugeführt ist und die Mittel zur Feststellung der zeitlichen Abfolge von Signalflanken des wenigstens einen Eingangssignals (E1 , E2) in Verbindung mit dem Signalzustand um- fasst, sowie eine Auswerteeinheit (260), in der durch Auswertung der festgestellten zeitlichen Abfolge die verwendete Schnittstelle zur Folgeelektronik (1 10) erkennbar und in der Schnittstelleneinheit (20) auswählbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Mittel zur Feststellung der zeitli- chen Abfolge von Signalflanken des wenigstens einen Eingangssignals (E1 ,
E2) in Verbindung mit dem Signalzustand wenigstens eine Flankenerkennungseinheit (220, 221 ) zur Feststellung von Signalflanken und Signalzuständen, sowie einen Timer (250) zur Feststellung der zeitlichen Abfolge der Signalflanken umfassen.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in der Schnittstellenerkennungseinheit (200) weiter eine Zustandsspeichereinheit (230) angeordnet ist, der die festgestellten Signalflanken und Signalzustände, sowie die mit den Signalflanken verbundenen Timerwerte zugeführt und in der diese Werte speicherbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der automatischen Erkennung der Schnittstelle die Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit (20) und dem Datenübertragungskanal (100) unterbro- chen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittstelleneinheit (20) wenigstens zwei spezifische Schnittstellenmodule (22.1 , 22.2, ..., 22. n) umfasst, die je einer Schnittstelle zugeordnet sind und die Auswahl der Schnittstelle in der Schnittstelleneinheit (20) durch Auswahl eines spezifischen Schnittstellenmoduls (22.1 , 22.2, ..., 22. n) erfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Schnittstelleneinheit (20) weiter ein allgemeines Schnittstellenmodul (23) umfasst, das über eine Standard- Schnittstelle (24) mit den spezifischen Schnittstellenmodulen (22.1 , 22.2, ..., 22. n) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionsmessgerät (10) zur automatisierten Erkennung der Schnittstelle in einen Programmiermodus umschaltbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswahl der Schnittstelle nach erfolgter Erkennung speicherbar ist.
9. Verfahren zur automatisierten Erkennung einer Schnittstelle zwischen einem Positionsmessgerät (10) und einer Folgeelektronik (1 10), die über einen Datenübertragungskanal (100) miteinander verbunden sind, wobei das Positionsmessgerät (10) eine Schnittstelleneinheit (20) und eine Positionsmesseinheit (30) umfasst, die Schnittstelleneinheit (20) zum einen mit dem Datenübertragungskanal (100) und zum andern zum Zwecke eines internen Datenaustauschs mit der Positionsmesseinheit (30) verbunden ist, wobei in der Schnittstelleneinheit (20) die Schnittstelle zur Folgeelektronik (110) aus wenigstens zwei Schnittstellen auswählbar ist und im Positionsmessgerät (10) weiter eine Schnittstellenerkennungseinheit (200) angeordnet ist, der wenigstens ein Eingangssignal (E1 , E2), das von der Folgeelektronik (1 10) über den Datenübertragungskanal (100) eintrifft, zugeführt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: feststellen der zeitlichen Abfolge von Signalflanken des wenigstens einen Eingangssignals (E1 , E2) in Verbindung mit dem Signalzustand,
- Ermittlung der verwendeten Schnittstelle zur Folgeelektronik (110) durch Auswertung der festgestellten Abfolge anhand von Entscheidungskriterien in einer Auswerteeinheit (260)und - Auswahl der ermittelten Schnittstelle in der Schnittstelleneinheit (20).
10. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Feststellung von Signalflanken und Signalzuständen des wenigstens einen Eingangssignals (E1 , E2) in wenigstens einer Flankenerkennungseinheit (220, 221 ) erfolgt und die zeitliche Abfolge von Signalflanken von einem Timer (250) festgestellt wird.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die festgestellten Signalflanken und Signalzustände, sowie die mit den Signalflanken verbundenen Timerwerte in einer Zustandsspeichereinheit (230) gespeichert wer- den, die ebenfalls in der Schnittstellenerkennungseinheit (200) angeordnet ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei während der automatischen Erkennung der Schnittstelle die Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit (20) und dem Datenübertragungskanal (100) unterbrochen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Schnittstelleneinheit (20) wenigstens zwei spezifische Schnittstellenmodule (22.1 , 22.2, ..., 22. n) umfasst, die je einer Schnittstelle zugeordnet sind und zur Auswahl der Schnittstelle in der Schnittstelleneinheit (20) eines der spezifischen Schnittstellenmodule (22.1 , 22.2, ..., 22. n) ausgewählt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Positionsmessgerät (10) zur automatisierten Erkennung der Schnittstelle in einen Programmiermodus umgeschaltet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Auswahl der Schnittstelle nach erfolgter Erkennung gespeichert wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033165A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Dr Johannes Heidenhain Gmbh インターフェース信号を操作する装置
CN103163825A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 四通道的数控系统endat2.2接口
JP2013160763A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 位置測定装置
EP2621193A3 (de) * 2012-01-27 2017-11-15 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Vorrichtung zur Übertragung von Sensordaten

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016004013A (ja) * 2014-06-19 2016-01-12 日本電産サンキョー株式会社 アブソリュートエンコーダ及び回転位置データ伝送方法
KR101560224B1 (ko) * 2014-10-27 2015-10-14 현대자동차주식회사 센터페시아 통합 인터페이스 제공 방법 및 장치
CN105049239B (zh) * 2015-06-25 2018-05-25 北京百度网讯科技有限公司 接口连接关系的识别方法和系统
CN108702358B (zh) * 2016-02-01 2020-12-08 高通股份有限公司 可缩放高效高速串行化互连

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0542657A1 (de) * 1991-11-12 1993-05-19 International Business Machines Corporation Universelle Übertragungsschnittstelle anpassbar an eine Vielzahl von Schnittstellenstandards
US6789127B1 (en) * 2000-02-15 2004-09-07 Lucent Technologies Inc. Preparation for network interface recognition of network packet portion with declarative notation for field thereof and constraint therefor
US20050228509A1 (en) * 2004-04-07 2005-10-13 Robert James System, device, and method for adaptively providing a fieldbus link
US20060282580A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Russell Alden C Iii Multi-protocol field device interface with automatic bus detection
EP1873597A1 (de) * 2006-06-30 2008-01-02 Sick Ag Anschlussmodul für Sensoren
DE102006059749A1 (de) * 2006-12-18 2008-06-19 Karl Hehl Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Sensorschnittstelle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0171579B1 (de) * 1984-07-13 1988-03-09 Max Stegmann Gmbh Uhren- und Elektroapparatefabrik Anordnung zur seriellen Übertragung der Messwerte wenigstens eines Messwertwandlers
DE4342377B4 (de) * 1993-12-13 2010-08-12 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Anordnung und Verfahren zur seriellen Datenübertragung einer Positionsmeßeinrichtung
US5416480A (en) * 1994-04-08 1995-05-16 Interactive Process Controls Corp. Analog interface circuits for process controllers and process monitors
JP3550591B2 (ja) * 1994-12-27 2004-08-04 株式会社ニコン アブソリュートエンコーダ
EP0790489B1 (de) * 1996-02-16 2000-05-17 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsmodi eines Messwertaufnehmers
DE10047924B4 (de) * 2000-09-27 2004-08-05 Siemens Ag Antriebsregelung sowie Verfahren zur Vernetzung einer Regelungseinheit mit einem oder mehreren Gebersystemen
US7032045B2 (en) * 2001-09-18 2006-04-18 Invensys Systems, Inc. Multi-protocol bus device
DE10211939A1 (de) * 2002-03-18 2003-10-02 Sick Ag Kopplungsvorrichtung zum Ankoppeln von Geräten an ein Bussystem
ES2331659T3 (es) * 2006-07-25 2010-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Dispositivo de campo de multi-protocolos.
DE102008027902A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur seriellen Datenübertragung zwischen einem Positionsmessgerät und einer Steuerungseinheit
DE102008053105A1 (de) * 2008-10-24 2010-04-29 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Positionsmessgerät und einer Folgeelektronik

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0542657A1 (de) * 1991-11-12 1993-05-19 International Business Machines Corporation Universelle Übertragungsschnittstelle anpassbar an eine Vielzahl von Schnittstellenstandards
US6789127B1 (en) * 2000-02-15 2004-09-07 Lucent Technologies Inc. Preparation for network interface recognition of network packet portion with declarative notation for field thereof and constraint therefor
US20050228509A1 (en) * 2004-04-07 2005-10-13 Robert James System, device, and method for adaptively providing a fieldbus link
US20060282580A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Russell Alden C Iii Multi-protocol field device interface with automatic bus detection
EP1873597A1 (de) * 2006-06-30 2008-01-02 Sick Ag Anschlussmodul für Sensoren
DE102006059749A1 (de) * 2006-12-18 2008-06-19 Karl Hehl Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Sensorschnittstelle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2380064A1 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033165A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Dr Johannes Heidenhain Gmbh インターフェース信号を操作する装置
CN103163825A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 四通道的数控系统endat2.2接口
EP2621193A3 (de) * 2012-01-27 2017-11-15 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Vorrichtung zur Übertragung von Sensordaten
JP2013160763A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Dr Johannes Heidenhain Gmbh 位置測定装置
US10215792B2 (en) 2012-02-03 2019-02-26 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position-measuring device, connectable via a data-transmission channel to transmit data, including a detection unit adapted to detect presence, or non-presence of a pair of lines

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